多路智能光纤校线测试仪的制作方法

1.本发明涉及通信检测设备技术领域，尤其涉及一种多路智能光纤校线测试仪。


背景技术：

2.智能变电站继电保护和通信专业涉及到的光纤回路众多，为批量光纤校线及测试提出需求，所以公司高度重视，率先开展利用智能化技术，缩短光纤校线测试工作时间的筹备。小组迅速反应，对多路智能光纤校线测试仪研制工作进行调查：现有代维模式故障诊断困难：现有代维模式采用打光笔进行光纤回路校线工作，采用光功率计进行光纤回路测试工作，该方法存在工时较长、步骤较多以及不方便多组同时开展的现象。
3.如图4所示，以六芯光缆为例，其方法流程图。现阶段在光纤校线工作中主要采用打光笔进行的光纤回路分芯校线，校线结束后，将光缆分芯接入保护装置，在光纤的另一端测量光功率，计算光衰耗，直到整条光缆全部光纤回路测试完毕且光功率合格，则光缆校线及测试工作结束。若在校线或测试工作中发现光纤回路缺陷，进行缺陷消除工作并检验合格后，再进行后续工作。
4.由上述分析可知，现有模式存在以下局限性：1、由于光缆线芯数量较多而且校线环节和光功率测试环节还需分别进行，导致所需的步骤多、流程复杂。
5.2、采用传统方法只能结合光功率测试结果和工作经验的人工方法查找故障原因，占用较长的工作时间。
6.3、采用电话或者对讲机进行沟通交流，占用一定工时，且不能直观的展示结果，不方便多组同时开展，沟通效率较低。
7.现有技术问题及思考：如何解决光纤校线检测效率较低的技术问题。


技术实现要素：

8.本发明所要解决的技术问题是提供一种多路智能光纤校线测试仪，其通过第一控制器、第二控制器、光源发射单元、光源探测单元、显示单元、第一无线数传单元和第二无线数传单元等，实现光纤校线检测效率较高。
9.为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种多路智能光纤校线测试仪包括第一控制器、第二控制器、光源发射单元、光源探测单元、显示单元、第一无线数传单元和第二无线数传单元，所述光源探测单元与第一控制器电连接并通信，所述第一控制器与第一无线数传单元电连接并通信，第一控制器与显示单元电连接并通信，所述第二控制器与第二无线数传单元电连接并通信，第二控制器与光源发射单元电连接并通信，所述第一无线数传单元与第二无线数传单元无线连接并通信。
10.进一步的技术方案在于：还包括第一供电单元和第二供电单元，所述第一供电单
元与第一控制器电连接，所述第二供电单元与第二控制器电连接。
11.进一步的技术方案在于：所述第一供电单元和第二供电单元均为锂电池。
12.进一步的技术方案在于：所述第一控制器和第二控制器均为处理器单元即单片机。
13.进一步的技术方案在于：所述显示单元为触控显示屏。
14.进一步的技术方案在于：所述光源发射单元为包含有六组发射器的光源发射单元，所述光源探测单元为包含有六组接收器的光源探测单元。
15.进一步的技术方案在于：所述光源发射单元为激光发射单元，所述光源探测单元为激光探测单元。
16.进一步的技术方案在于：还包括故障定位单元，所述第一控制器与故障定位单元电连接并通信。
17.进一步的技术方案在于：所述第一控制器与第一无线数传单元双向通信，所述第二控制器与第二无线数传单元双向通信。
18.进一步的技术方案在于：还包括用于管理的管理终端和第三无线数传单元，所述管理终端与第三无线数传单元电连接并通信，所述第三无线数传单元与第一无线数传单元或者第二无线数传单元无线连接并通信。
19.采用上述技术方案所产生的有益效果在于：第一，一种多路智能光纤校线测试仪包括第一控制器、第二控制器、光源发射单元、光源探测单元、显示单元、第一无线数传单元和第二无线数传单元，所述光源探测单元与第一控制器电连接并通信，所述第一控制器与第一无线数传单元电连接并通信，第一控制器与显示单元电连接并通信，所述第二控制器与第二无线数传单元电连接并通信，第二控制器与光源发射单元电连接并通信，所述第一无线数传单元与第二无线数传单元无线连接并通信。该技术方案，其通过第一控制器、第二控制器、光源发射单元、光源探测单元、显示单元、第一无线数传单元和第二无线数传单元等，实现光纤校线检测效率较高。
20.第二，还包括第一供电单元和第二供电单元，所述第一供电单元与第一控制器电连接，所述第二供电单元与第二控制器电连接。该技术方案，待机时长更长，使用更方便。
21.第三，所述第一供电单元和第二供电单元均为锂电池。该技术方案，便于充电，重量轻，携带方便。
22.第四，所述第一控制器和第二控制器均为处理器单元即单片机。该技术方案，性能稳定，性价比较好。
23.第五，所述显示单元为触控显示屏。该技术方案，使用较便利。
24.第六，所述光源发射单元为包含有六组发射器的光源发射单元，所述光源探测单元为包含有六组接收器的光源探测单元。该技术方案，适用性较好。
25.第七，所述光源发射单元为激光发射单元，所述光源探测单元为激光探测单元。该技术方案，测量精度较高。
26.第八，还包括故障定位单元，所述第一控制器与故障定位单元电连接并通信。该技术方案，实用性更好，便于定位故障。
27.第九，所述第一控制器与第一无线数传单元双向通信，所述第二控制器与第二无线数传单元双向通信。该技术方案，使用更便利。
28.第十，还包括用于管理的管理终端和第三无线数传单元，所述管理终端与第三无线数传单元电连接并通信，所述第三无线数传单元与第一无线数传单元或者第二无线数传单元无线连接并通信。该技术方案，便于管理人员及时获知故障信息。
29.详见具体实施方式部分描述。
附图说明
30.图1是本发明实施例1的原理框图；图2是本发明实施例2的原理框图；图3是本发明中光纤回路校线的流程图；图4是现有技术中光纤回路校线的流程图。
具体实施方式
31.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本技术及其应用或使用的任何限制。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本技术，但是本技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似推广，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
33.实施例1：如图1所示，本发明公开了一种多路智能光纤校线测试仪包括第一控制器、第二控制器、光源发射单元、光源探测单元、显示单元、第一无线数传单元、第二无线数传单元、第一供电单元、第二供电单元和故障定位单元，所述第一控制器和第二控制器均为处理器单元即单片机。
34.所述光源发射单元为包含有六组激光发射器的光源发射单元，所述光源探测单元为包含有六组激光接收器的光源探测单元。
35.所述显示单元为触控显示屏。
36.所述第一供电单元和第二供电单元均为锂电池。
37.所述第一控制器与光源探测单元电连接并双向通信，第一控制器与第一无线数传单元电连接并双向通信，第一控制器与显示单元电连接并双向通信，第一控制器与故障定位单元电连接并双向通信。
38.所述第二控制器与第二无线数传单元电连接并双向通信，第二控制器与光源发射单元电连接并双向通信。
39.所述第一无线数传单元与第二无线数传单元无线连接并通信。
40.所述第一供电单元与第一控制器电连接，所述第二供电单元与第二控制器电连接。
41.其中，控制器、光源发射单元、光源探测单元、显示单元、无线数传单元、供电单元和故障定位单元本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。
42.实施例2：实施例2不同于实施例1之处在于，还包括用于管理的管理终端和第三无线数传单元，所述管理终端与第三无线数传单元电连接并通信，所述第三无线数传单元与第一无线数传单元或者第二无线数传单元无线连接并通信。
43.如图2所示，本发明公开了一种多路智能光纤校线测试仪包括第一控制器、第二控制器、光源发射单元、光源探测单元、显示单元、第一无线数传单元、第二无线数传单元、第三无线数传单元、第一供电单元、第二供电单元、故障定位单元和用于管理的管理终端，所述第一控制器和第二控制器均为处理器单元即单片机。
44.所述管理终端为台式电脑，管理终端与第三无线数传单元电连接并双向通信。
45.所述光源发射单元为包含有六组激光发射器的光源发射单元，所述光源探测单元为包含有六组激光接收器的光源探测单元。
46.所述显示单元为触控显示屏。
47.所述第一供电单元和第二供电单元均为锂电池。
48.所述第一控制器与光源探测单元电连接并双向通信，第一控制器与第一无线数传单元电连接并双向通信，第一控制器与显示单元电连接并双向通信，第一控制器与故障定位单元电连接并双向通信。
49.所述第二控制器与第二无线数传单元电连接并双向通信，第二控制器与光源发射单元电连接并双向通信。
50.所述第一无线数传单元与第二无线数传单元无线连接并通信，第一无线数传单元与第三无线数传单元无线连接并通信，所述第二无线数传单元与第三无线数传单元无线连接并通信。
51.所述第一供电单元与第一控制器电连接，所述第二供电单元与第二控制器电连接。
52.其中，台式电脑、控制器、光源发射单元、光源探测单元、显示单元、无线数传单元、供电单元和故障定位单元本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。
53.实施例3：实施例3不同于实施例2之处在于，所述管理终端为移动终端。
54.本发明公开了一种多路智能光纤校线测试仪包括第一控制器、第二控制器、光源发射单元、光源探测单元、显示单元、第一无线数传单元、第二无线数传单元、第三无线数传单元、第一供电单元、第二供电单元、故障定位单元和用于管理的管理终端，所述第一控制器和第二控制器均为处理器单元即单片机。
55.所述管理终端为智能手机，智能手机内含第三无线数传单元。
56.所述光源发射单元为包含有六组激光发射器的光源发射单元，所述光源探测单元为包含有六组激光接收器的光源探测单元。
57.所述显示单元为触控显示屏。
58.所述第一供电单元和第二供电单元均为锂电池。
59.所述第一控制器与光源探测单元电连接并双向通信，第一控制器与第一无线数传单元电连接并双向通信，第一控制器与显示单元电连接并双向通信，第一控制器与故障定位单元电连接并双向通信。
60.所述第二控制器与第二无线数传单元电连接并双向通信，第二控制器与光源发射单元电连接并双向通信。
61.所述第一无线数传单元与第二无线数传单元无线连接并通信，第一无线数传单元与第三无线数传单元无线连接并通信，所述第二无线数传单元与第三无线数传单元无线连接并通信。
62.所述第一供电单元与第一控制器电连接，所述第二供电单元与第二控制器电连接。
63.其中，智能手机、控制器、光源发射单元、光源探测单元、显示单元、无线数传单元、供电单元和故障定位单元本身以及相应的通信连接技术为现有技术在此不再赘述。
64.本技术的构思：首先，识别需求：综上，小组发现采用现有方法可以实现光纤校线及测试工作，但采用传统方法存在工作时间长的不足，不能落实提质增效的原则。因此提出以下需求：1、简化工作流程，提高工作效率。
65.2、利用新方法辅助人工排查故障，降低故障排查时间。
66.3、将结果直观化展示，提高沟通效率及准确率，缩短工作时间。
67.因此需研制一种能够实现快速完成多路智能光纤校线测试的工具。
68.提出创新构想：综上，利用研制多路智能光纤校线测试仪，可将多路光纤校线测试工作一步完成，且利用无线技术，实现节约人力成本，便于多组同步开展工作，提升工作效率的目的。
69.如图3所示，针对光纤测试中遇到的缺陷，通过对光纤故障链路进行智能化故障分析，可以快速无门楷排查故障，实现快速校线及测试光纤回路的作用。
70.为了实现多路智能光纤校线测试仪，将整体方案主要分为以下几部分：1、可在光源和光功率计已有功能模块的基础上添加单片机控制单元，通过控制单元对光信号添加光标签，检测单元同步进行多组光纤光信号和光功测试。
71.2、通过故障定位单元对故障链路进行光时域测试，结合测量数据以及人工经验，编制智能化分析系统，利用智能化分析结果，实现快速定位光纤故障点、协助处理光纤链路缺陷。
72.3、通过无线传输模块，传输主从机采集的信息，利用单片机对主从机信息处理，利用显示单元负责将结果直观的展示。
73.如图1所示，因此提出了多路智能光纤校线测试仪的整体研制方案。
74.如图1所示，左侧部分的第二控制器为从机，为光纤发射端，其包含发送单元由6组光源、6个圆形st光口、六组光纤故障指示灯、无线传输单元、控制单元和供电单元组成；右侧部分第一控制器为主机，为光纤接收端，由6个圆形st光口、1个故障定位光口、无线传输单元、控制单元、显示单元和供电单元组成。
75.一、光源发射单元考虑实际应用中多芯光缆大多使用四芯或者六芯、变电站中常用的光波长为1310nm，所以为了保证光纤校线及光功率测量的效果更贴近实际现场的应用条件，装置采用六组的光源组成，所发出的光波长均为1310nm。
76.由于不同厂家装置发出的光强度有所不同，与在实际工作中装置发出的光强度大约为0.1mw，但光强越大，测量光纤回路的光衰耗值越准确，所以装置选择光强度为100mw的激光光源。
77.装置应充分考虑其便捷性，由于本装置预采用六路光纤集成至一个装置中，故需要考虑尺寸，六组激光器并排安装，相互间隔大概需要5mm，其尺寸分布应满足要求。
78.此外，考虑实际应用在变电站，故应考虑装置的适宜工作温度以及其抗干扰性。
79.光源发射单元采用ndl7514p激光光源。
80.二、光源探测单元考虑与光源发射单元的匹配问题，故选择的光源探测单元应包含光源发射单元光谱范围，且考虑发射器与接收器的匹配问题，其尺寸也应与激光器尺寸类似。
81.市面上存在光电池、光电二极管和红外探测器组成，考虑光的波长灵敏度的因素，从市面可购买到的光电二极管中选择了lsipd
‑
a75激光探测单元。
82.激光探测器的光谱范围、抗干扰性、响应时间、尺寸将直接影响设备的实用情况。
83.三、故障定位单元其中故障定位单元采用光时域反射模组，用于故障光纤链路的故障测距定位，有一个专用光纤接口，需要手动把需要定位光纤接入专用接口进行测试。
84.故障定位单元通过测定光纤故障点的位置来辅助查找光纤的缺陷，其采样精度、响应时间、抗干扰性将直接影响设备的实用情况，光纤故障按发生概率由高至低可分为光纤熔接不良、光纤折损、法兰损坏、安装不良和光纤头脏污。
85.常见熔纤盒长度在35
‑
60cm之间，考虑光纤盒内的冗余光纤，光纤盒内光纤大约在45
‑
80cm之间，而光纤熔接点一般位于光纤中间点位置，故测量精度只需满足大于22.5cm即可；对于光纤折损、法兰损坏、安装不良和光纤头脏污故障，若将故障范围缩小至20cm，也可以很快定位故障原因，由此，可以得出需将故障精度定位在20cm以内。
86.光源探测单元采用nw9706故障定位单元。
87.四、处理器单元处理器单元是数据处理核心单元，采用单片机控制光源发光，接收触屏指令，协调所有外设工作，采集测量整理结果并将运算结果发送至显示屏模块。
88.由于光信号需要控制和发光两个指令、光时域也需要收发两个指令、触屏也需要收发两个指令，因此需求的处理器单元至少应具备20个输入输出端口。
89.处理器单元采用型号为at32f421的单片机。
90.五、无线传输单元根据光纤校线测试工作经验，要求传输距离≥400 m，穿越墙体≥2面；传输频率远离变电站设备的集中频率区间：75～180mhz。采用e31
‑
433tbl
‑
01无线测试工具对kx
‑
fm433及sx1268模块开展测试。因为特高压电磁辐射最强，而且站内保护小室距离最远，所以选择在特高压站进行实际工况模拟试验。在特高压变电站内选择相距最远的两个保护小室，由两名实验人员分别持无线调制解调模块对kx
‑
fm433及sx1268无线模块传输信号强度进行测试，其信号测试结果均满足要求。
91.六、显示单元屏幕显示的信息将直接影响相位读取正确性和速度，选择的屏幕显示单元应具备
能够直观显示光纤配对情况、光功率测试结果以及故障定位测试实时的光反射波形等数据而且应具备较高的人机互动性能，便于操作。
92.显示单元采用dmt80480t070_16wt显示屏。
93.供电单元采用panasonic的5号锂离子充电电池。
94.本技术保密运行一段时间后，现场技术人员反馈的有益之处在于：第一，一种多路智能光纤校线测试仪包括第一控制器、第二控制器、光源发射单元、光源探测单元、显示单元、第一无线数传单元和第二无线数传单元，所述光源探测单元与第一控制器电连接并通信，所述第一控制器与第一无线数传单元电连接并通信，第一控制器与显示单元电连接并通信，所述第二控制器与第二无线数传单元电连接并通信，第二控制器与光源发射单元电连接并通信，所述第一无线数传单元与第二无线数传单元无线连接并通信，其通过第一控制器、第二控制器、光源发射单元、光源探测单元、显示单元、第一无线数传单元和第二无线数传单元等，实现光纤校线检测效率较高。
95.第二，还包括第一供电单元和第二供电单元，所述第一供电单元与第一控制器电连接，所述第二供电单元与第二控制器电连接，待机时长更长，使用更方便。
96.第三，所述第一供电单元和第二供电单元均为锂电池，便于充电，重量轻，携带方便。
97.第四，所述第一控制器和第二控制器均为处理器单元即单片机，性能稳定，性价比较好。
98.第五，所述显示单元为触控显示屏，使用较便利。
99.第六，所述光源发射单元为包含有六组发射器的光源发射单元，所述光源探测单元为包含有六组接收器的光源探测单元，适用性较好。
100.第七，所述光源发射单元为激光发射单元，所述光源探测单元为激光探测单元，测量精度较高。
101.第八，还包括故障定位单元，所述第一控制器与故障定位单元电连接并通信，实用性更好，便于定位故障。
102.第九，所述第一控制器与第一无线数传单元双向通信，所述第二控制器与第二无线数传单元双向通信，使用更便利。
103.第十，还包括用于管理的管理终端和第三无线数传单元，所述管理终端与第三无线数传单元电连接并通信，所述第三无线数传单元与第一无线数传单元或者第二无线数传单元无线连接并通信，便于管理人员及时获知故障信息。